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题名车辆在非光滑路面的接触动力学分析方法研究
被引量：1
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作者
宋宁宁
赵剑
公爵
李琳辉
彭海军
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机构
大连理工大学机械工程学院汽车工程系
大连理工大学力学与航空航天学院工程力学系
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1762-1774,共13页
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基金
国家自然科学基金(U2241263,52172382)
太原市关键核心技术攻关揭榜挂帅资助项目。
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文摘
车辆接触动力学研究有助于更加全面地了解整车力学性能,对整车稳定性和座舱舒适性设计具有指导性作用.文章基于非光滑多体系统理论,对车辆系统展开接触动力学研究.考虑到车辆在行驶过程中,轮胎是与地面接触的唯一部件,轮胎动力学模型对整车动力学分析发挥着重要的作用.首先,借助于张拉整体结构的思想,建立轮胎的等效模型.然后,采用拉格朗日乘子方法,将约束方程引入到拉格朗日函数中,并基于第二类拉格朗日方程,推导得到整车系统的一般动力学方程.由于接触碰撞的存在,会导致车辆的状态变量呈现出非连续性.利用牛顿碰撞定律,建立了碰撞响应的非光滑数学列式,并利用光滑化的Fischer-Burmeister函数将非光滑数学列式进行等效替换,以提高计算效率.其次,将摩擦响应的求解转化为优化问题进行描述,以避免求解摩擦方向时出现奇异.另外,将车辆系统的一般动力学模型分解为光滑部分与非光滑部分进行求解,并利用广义α离散策略给出了详细的求解流程.最后,对整车系统展开了多工况的接触碰撞数值仿真,分析了不同工况下的接触响应对整车动力学性能的影响,验证了所提方法的有效性.
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关键词
车辆多体系统动力学
轮胎建模
碰撞
摩擦
非光滑接触
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Keywords
vehicle multibody system dynamics
tire modeling
impact
friction
nonsmooth contact
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分类号
O313
[理学—一般力学与力学基础]
U461.1
[机械工程—车辆工程]
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题名钢轨打磨对小半径曲线车辆动力学特性分析
被引量：13
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作者
杨逸航
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机构
中铁物轨道科技服务集团有限公司
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出处
《铁道机车车辆》
北大核心
2019年第4期73-78,115,共7页
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文摘
选取某线路2条磨损较为严重的500m半径曲线钢轨(曲线A及曲线B)作为研究对象,进行针对性打磨方案设计,并采用多体动力学软件UM建立车辆-轨道多体系统动力学模型,研究分析钢轨打磨对小半径曲线车辆动力学特性影响。结果表明:打磨后钢轨廓形得到改善,轨面波磨及掉块得到较好整治,曲线A及曲线B钢轨质量指数TQI均有显著下降,最大值分别下降32.40%、23.49%;打磨后曲线A及曲线B等效锥度显著降低,当横移量为0~10mm内,等效锥度均在0.15以下;曲线A及曲线B左右股与车轮接触区域相对打磨前更加均匀,3点接触得到较好处理;打磨后1~8位车轮与曲线A及曲线B钢轨廓形接触时接触斑内纵/横向蠕滑率最大值、磨耗功最大值、轮重减载率最大值均有显著降低,轮轨接触关系、轮轨磨耗及车辆运行安全性得到较好的改善;同时,车辆通过曲线A及曲线B时车体垂向/横向加速度频率及幅值降低,横向/垂向加速度最大值分别减小46.74%/80.04%、46.33%/78.96%,车辆运行稳定性得到提升。
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关键词
钢轨打磨
等效锥度
车辆-轨道多体系统动力学
轮轨接触特性
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Keywords
rail grinding
equivalent conicity
vehicle-rail multi-body system dynamic
wheel/rail contact characteristics
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分类号
U211.5
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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